了解 nth_element

Posted 2023-02-21

【中文标题】了解 nth_element

【英文标题】：Towards understanding nth_element

【发布时间】：2018-05-05 16:57:43

【问题描述】：

我很难掌握应该如何使用std::nth_element，因为我有点生疏了。

裁判说：

重新排列[first,last) 范围内的元素，使第n 个位置的元素成为排序序列中该位置的元素。

我想获取向量子集的第 n 个元素，所以我想这样做：

std::nth_element (v.begin()+start-0, v.begin()+nTh-1, v.begin()+end);

意思是取向量v 的子集，从start 直到end（不包括），然后假设这个子集已排序，定位nTh 元素。

似乎我的理解是错误的，因为这个玩具示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

int main () 
  std::vector<int> myvector;

  // set some values:
  for (int i=1; i<10; i++) myvector.push_back(i);   // 1 2 3 4 5 6 7 8 9

  std::random_shuffle (myvector.begin(), myvector.end());


  std::nth_element (myvector.begin() + 1 - 0, myvector.begin()+5-1, myvector.begin() + 5);
  std::cout <<  *(myvector.begin()+5-1) << std::endl;

  for (std::vector<int>::iterator it=myvector.begin(); it!=myvector.end(); ++it)
    std::cout << ' ' << *it;
  std::cout << '\n';

  return 0;

打印 9 作为请求的元素，而我期待 5。请问我错过了什么？

【问题讨论】：

cplusplus.com 上的例子不是很简洁，使用Cppreference

根据我目前的经验，cppreference 通常是更好的参考。

@Rakete1111 和 WhiZTim，感谢您的提示！ Baum mit Augen，它是学术性的，但对简单的事情没有那么友好和直接（但似乎我付出了这个代价）。

如果您甚至无法确定 random_shuffle 之后的值 5 是否在您的 @987654333 涵盖的子范围内，您怎么可能“期望 5”（或任何其他特定值） @呼叫？

@gsamaras 我的回答是否遗漏了一些愚蠢的东西？我其实很困惑atm。

【参考方案1】：

试试：

std::nth_element (myvector.begin(), myvector.begin()+ 4, myvector.end());

而不是：

std::nth_element (myvector.begin() + 1, 
                  myvector.begin() + 4, 
                  myvector.begin() + 5);

您正在洗牌，然后只为一个子序列调用nth_element。这样你就不能返回的元素应该是什么。如果你对整个序列都这样做，那么答案是 5。

【讨论】：

这不是答案。

@PeteBecker 我指出他使用的示例有一个错误。这解决了整个问题，因为nth-element 按他的预期工作。这怎么不是答案？

@PeteBecker 这很有趣，因为编辑后的版本实际上是我在编辑之前发布的原始版本。是的，我也很困惑。此外，这尽可能接近答案，因为问题本身存在问题。

你用刻薄的不回答替换了原来的答案，这就是我的评论。

@PeteBecker 因为我意识到他打算在子序列上调用nth_element，而不是整个序列。目前的答案很奇怪。不知道为什么要回滚...不需要不必要的代码。它没有任何意义。

【参考方案2】：

我想取向量子集的第 n 个元素，所以我想 做这样的事情：

std::nth_element (v.begin()+start-0, v.begin()+nTh-1, v.begin()+end);

表示从一开始就取向量 v 的子集，直到 结束（独占），然后想象这个子集是排序的， 定位第 n 个元素。

是的，这是真的。 但这样做时，位置 v[0] 到 v[start-1] 和 v[end] 到 v[v.size() - 1] 中的任何元素都不会成为 nth_element 重新排列的一部分，它们将停留在他们是。您作为 nth_element() 的一部分的 start 和 end 已将这些元素排除在重新排列之外。

我想你想要

std::nth_element (myvector.begin(), myvector.begin()+ 4, myvector.end());

考虑整个向量（nth_element 的第一个和第三个参数）。

这意味着无论 random_shuffle 在哪里洗牌

std::random_shuffle (myvector.begin(), myvector.end());

因为 nth_element 正在考虑整个向量，所以 nth_element 的第二个参数，如果已排序，myvector 中的第 5 个项目应该是 5。注意，由于 nth_element 的工作方式，前面的项目将小于 5（并且在任何order) 并且下一个项目将超过 5 个（并且以任何顺序）。